Документация

Примечания о требуемых и рекомендуемых руководствах

Если ваш parfor код не соответствует рекомендациям и ограничениям, помеченным как обязательный, вы получаете ошибку. MATLAB обнаруживает некоторые из этих ошибок при чтении кода, а другие - при его выполнении. Эти ошибки помечены как обязательные (статические) или обязательные (динамические) соответственно. Рекомендации, не вызывающие ошибок, помечены как рекомендуемые. Для помощи можно использовать MATLAB Code Analyzer. parfor-контуры соответствуют инструкциям.

Основные правила для переменных сокращения

Следующие требования дополнительно определяют назначения сокращения, связанные с данной переменной.

parfor-loop слева недопустим, так как назначение сокращения использует + в одном случае, и [,] в другом. parforПараметр -loop справа допустим.

parfor i = 1:n
    if testLevel(k)
        A = A + i;
    else
        A = [A, 4+i];
    end
    % loop body continued
end

parfor i = 1:n
    if testLevel(k)
        A = A + i;
    else
        A = A + i + 5*k;
    end
    % loop body continued
end

parfor-loop слева недопустим, так как порядок элементов в конкатенации не согласован по всему циклу. parforПараметр -loop справа допустим.

parfor i = 1:n
    if testLevel(k)
        A = [A, 4+i];
    else
        A = [r(i), A];
    end
    % loop body continued
end

parfor i = 1:n
    if testLevel(k)
        A = [A, 4+i];
    else
        A = [A, r(i)];
    end
    % loop body continued
end

Код слева недопустим, так как он пытается индексировать aи поэтому MATLAB не может классифицировать его как переменную сокращения. Для его исправления в коде справа используется неиндексированная переменная.

a.x = 0
parfor i = 1:10
    a.x = a.x + 1;
end

tmpx = 0
parfor i = 1:10
    tmpx = tmpx + 1;
end
a.x = tmpx;

Требования к назначениям на сокращение

Назначения сокращения. В дополнение к конкретным формам назначения сокращения, перечисленным в таблице переменных сокращения, единственной другой (и более общей) формой назначения сокращения является

Если f является переменной, то для всех практических целей ее значением во время выполнения является дескриптор функции. Однако, пока может быть вычислена правая сторона, результирующее значение сохраняется в X.

parfor-loop слева выполняется неправильно, поскольку инструкция f = @times причины f классифицируется как временная переменная. Поэтому f очищается в начале каждой итерации. parfor-loop справа правильный, так как он не назначает f внутри петли.

f = @(x,k)x * k;
parfor i = 1:n
    a = f(a,i);
    % loop body continued
    f = @times;  % Affects f
end

f = @(x,k)x * k;
parfor i = 1:n
    a = f(a,i);
    % loop body continued
end

Операторы && и || не перечислены в таблице переменных сокращения. За исключением && и ||, все матричные операции MATLAB имеют соответствующую функцию f, такой, что u op v эквивалентно f(u,v). Для && и ||, такая функция не может быть записана, поскольку u&&v и u||v может или не может оценить v. Однако f(u,v) всегда оценивает v перед вызовом f. Поэтому && и || исключены из таблицы разрешенных назначений сокращения для parfor-луп.

Каждое назначение сокращения имеет соответствующую функцию f. Свойства f которые обеспечивают детерминированное поведение оператора parfor, рассматриваются в следующих разделах.

Ассоциативность в назначениях сокращения. Для функции рекомендуется следующая практика f, как используется в определении переменной сокращения. Однако это правило не создает ошибки, если оно не соблюдается. Поэтому вы должны убедиться, что ваш код соответствует этой рекомендации.

Чтобы быть ассоциативной, функция f должны удовлетворять следующим требованиям для всех a, b, и c.

f(a,f(b,c)) = f(f(a,b),c)

Правила классификации переменных, включая переменные редукции, являются чисто синтаксическими. Они не могут определить, f вы предоставили действительно ассоциативный или нет. Ассоциативность предполагается, но если вы нарушаете это правило, каждое выполнение цикла может привести к различным ответам.

Например, оператор слева дает 1, а оператор справа возвращает 1 + eps:

(1 + eps/2) + eps/2           1 + (eps/2 + eps/2)

За исключением оператора «минус» (-), все особые случаи, перечисленные в таблице в переменных сокращения, имеют соответствующую (приблизительно) ассоциативную функцию. MATLAB вычисляет присвоение X = X - expr с помощью X = X + (-expr). (Таким образом, технически функция для вычисления этого присвоения сокращения plus, не minus.) Однако назначение X = expr - X не может быть записан с помощью ассоциативной функции, что объясняет её исключение из таблицы.

Коммутативность в назначениях сокращения. Некоторые ассоциативные функции, в том числе +, .*, min, и max, intersect, и union, также являются коммутативными. То есть удовлетворяют следующим для всех a и b.

f(a,b) = f(b,a)

К некоммутативным функциям относятся * (поскольку матричное умножение не коммутативно для матриц, в которых оба измерения имеют размер больше единицы), [,], и [;]. Некоммутативность является причиной, по которой требуется последовательность в порядке аргументов к этим функциям. На практике более эффективный алгоритм возможен, когда функция коммутативна, а также ассоциативна, и parfor оптимизирован для использования коммутативности.

Нарушение ограничения коммутативности в функции, используемой для уменьшения, может привести к неожиданному поведению, даже если оно не порождает ошибку.

Если f является известной некоммутативной встроенной функцией, предполагается коммутативной. В настоящее время нет возможности указать пользовательскую, некоммутативную функцию в parfor.

Аналогичным образом, из-за особого режима X = X - expr, рекомендуется следующее.

Использование пользовательской функции сокращения

Предположим, что каждая итерация цикла выполняет некоторое вычисление, и вам интересно найти, какая итерация цикла производит максимальное значение. Это упражнение уменьшения делает накопление в нескольких итерациях цикла. Функция сокращения должна сравнивать результаты итерации до тех пор, пока не будет определено максимальное значение после сравнения всех итераций.

Сначала рассмотрим саму функцию сокращения. Для сравнения одного результата итерации с другим функция требует в качестве входных данных текущего результата и известного максимума из других итераций. Каждый из двух входов является вектором, содержащим результаты итерации и номер итерации.

function mc = comparemax(A, B)
    % Custom reduction function for 2-element vector input
    
    if A(1) >= B(1) % Compare the two input data values
        mc = A;     % Return the vector with the larger result
    else
        mc = B;
    end
end

Внутри цикла каждая итерация вызывает функцию сокращения (comparemax), проходя в паре двухэлементных векторов:

Если значение данных текущей итерации больше максимального значения в cummmaxфункция возвращает вектор нового значения и его номер итерации. В противном случае функция возвращает существующий максимум и его номер итерации.

Каждая итерация вызывает функцию сокращения comparemax для сравнения собственных данных [dat i] к данным, уже накопленным в cummax. Попробуйте использовать следующий код для этого цикла.

% First element of cummax is maximum data value
% Second element of cummax is where (iteration) maximum occurs
cummax = [0 0];  % Initialize reduction variable
parfor ii = 1:100
    dat = rand(); % Simulate some actual computation
    cummax = comparemax(cummax, [dat ii]);
end
disp(cummax);

Операторы сокращения цепочки

MATLAB классифицирует назначения формы X = expr op X или X = X op expr как операторы сокращения, если они эквивалентны назначениям в скобках X = (expr) op X или X = X op (expr) соответственно. X является переменной, op является оператором сокращения, и expr - выражение с одним или несколькими бинарными операторами редукции. Следовательно, из-за правил приоритета оператора MATLAB, MATLAB может не классифицировать некоторые назначения формы X = expr op1 X op2 expr2 ..., что цепные операторы, как операторы сокращения в parfor-контуры.

В этом примере MATLAB классифицирует X в качестве понижающей переменной, поскольку назначение эквивалентно X = X + (1 * 2).

X = 0;
parfor i=1:10
    X = X + 1 * 2;
end

В этом примере MATLAB классифицирует X как временная переменная, поскольку назначение, эквивалентное X = (X * 1) + 2, не имеет формы X = (expr) op X или X = X op (expr).

X = 0;
parfor i=1:10
    X = X * 1 + 2;
end

Рекомендуется использовать круглые скобки для явного указания приоритета оператора для назначений сокращения цепочки.